Agroteknika 2 (2): 51-58 ( 2019) AGROTEKNIKA ISSN: 2685-3450 (Online) www.agroteknika.id ISSN: 2685-3450 (Print) Doi: https://doi.org/10.32530/agroteknika.v2i2.43 Artikel ini adalah artikel open access di bawah lisensi CC BY-SA 4.0 51 Alat Pembuat Pupuk Cair Otomatis dari Limbah Tandan Kosong Kelapa Sawit Berbasis Mikrokontroller Microcontroller-Based Liquid Fertilizer Developer from Palm Empty Fruit Bond Waste Ridho Nurrohmanysah * , Anggia Indriyani, Ekaliana, Mareli Telaumbanua Fakultas Teknologi Pertanian, Universitas Lampung * Penulis Korespondensi Email: [email protected]Abstrak. Potensi produksi kelapa sawit yang besar di provinsi Lampung memiliki dampak terhadap peningkatan produksi bahan sisa yang tidak terolah salah satunya adalah tandan kosong kelapa sawit (TKKS). TKKS dikategorikan sebagai limbah padat organik yang mempuyai potensi untuk dimanfaatkan sebagai pupuk organik. Namun dalam proses pembuatan pupuk organik ini mempunyai beberapa kendala salah satunya waktu penguraian (dekomposisi) tkks yang lambat yang berdampak pada kebutuhan lahan untuk proses tersebut semakin luas dan biaya yang dikeluarkan juga semakin besar. Salah satu upaya yang dapat dilakukan untuk mengatasi hal tersebut yaitu dengan menggunakan teknologi yang terintegrasi dan sistem terpadu guna mempermudah dalam pembuatan pupuk selama proses dekomposisi. Alat ini mengaduk bahan secara otomatis dan memiliki sensor suhu untuk memprediksi tinggi dan rendahnya suhu pada proses dekomposisi. Rancangan alat ini berhasil dirancang dan dilakukan pengujian menggunakan air di dalam wadah penampungan ( selama 5 hari ) sehingga menghasilkan kinerja alat pengaduk sebesar 68% dengan kecepatan respon alat dalam mengaduk ialah ± 1 mS. Persentase kinerja 99,8% untuk pompa pengaduk dan respon penyalaan kran otomatis sebesar ± 1 mS. Kata kunci: sawit, dekomposisi, TKKS, kinerja alat Abstract. The large potential of oil palm production in Lampung province has an impact on increasing the production of untreated residual materials, one of which is oil palm empty fruit bunches (OPEFB). OPEFB is categorized as organic solid waste which has the potential to be used as organic fertilizer. However, in the process of making organic fertilizer, there are several constraints, one of which is the slow decomposition of time and time which has an impact on the need for more extensive land and the costs incurred. One effort that can be done to overcome this is by using integrated technology and integrated systems to facilitate the manufacture of fertilizers during the decomposition process. This tool stirs the material automatically and has a temperature sensor to predict the high and low temperatures in the decomposition process. The design of this tool was successfully designed and tested using water in a storage container (for 5 days), resulting in a stirrer performance performance of 68% with a response speed of the stirring tool at ± 1 mS. The performance percentage of 99.8% for the stirring pump and automatic faucet ignition response is ± 1 mS. Keywords palm, decomposition, OPEFB, the performance of the tool 1. Pendahuluan Provinsi Lampung merupakan salah satu daerah penghasil kelapa sawit di wilayah Sumatera bagian Selatan. Ada 4 wilayah yang menjadi andalan utama dalam pengembangan
This document is posted to help you gain knowledge. Please leave a comment to let me know what you think about it! Share it to your friends and learn new things together.
Abstrak. Potensi produksi kelapa sawit yang besar di provinsi Lampung memiliki dampak terhadap peningkatan produksi bahan sisa yang tidak terolah salah satunya adalah tandan kosong kelapa sawit (TKKS). TKKS dikategorikan sebagai limbah padat organik yang mempuyai potensi untuk dimanfaatkan sebagai pupuk organik. Namun dalam proses pembuatan pupuk organik ini mempunyai beberapa kendala salah satunya waktu penguraian (dekomposisi) tkks yang lambat yang berdampak pada kebutuhan lahan untuk proses tersebut semakin luas dan biaya yang dikeluarkan juga semakin besar. Salah satu upaya yang dapat dilakukan untuk mengatasi hal tersebut yaitu dengan menggunakan teknologi yang terintegrasi dan sistem terpadu guna mempermudah dalam pembuatan pupuk selama proses dekomposisi. Alat ini mengaduk bahan secara otomatis dan memiliki sensor suhu untuk memprediksi tinggi dan rendahnya suhu pada proses dekomposisi. Rancangan alat ini berhasil dirancang dan dilakukan pengujian menggunakan air di dalam wadah penampungan ( selama 5 hari ) sehingga menghasilkan kinerja alat pengaduk sebesar 68% dengan kecepatan respon alat dalam mengaduk ialah ± 1 mS. Persentase kinerja 99,8% untuk pompa pengaduk dan respon penyalaan kran otomatis sebesar ± 1 mS. Kata kunci: sawit, dekomposisi, TKKS, kinerja alat Abstract. The large potential of oil palm production in Lampung province has an impact on increasing the production of untreated residual materials, one of which is oil palm empty fruit bunches (OPEFB). OPEFB is categorized as organic solid waste which has the potential to be used as organic fertilizer. However, in the process of making organic fertilizer, there are several constraints, one of which is the slow decomposition of time and time which has an impact on the need for more extensive land and the costs incurred. One effort that can be done to overcome this is by using integrated technology and integrated systems to facilitate the manufacture of fertilizers during the decomposition process. This tool stirs the material automatically and has a temperature sensor to predict the high and low temperatures in the decomposition process. The design of this tool was successfully designed and tested using water in a storage container (for 5 days), resulting in a stirrer performance performance of 68% with a response speed of the stirring tool at ± 1 mS. The performance percentage of 99.8% for the stirring pump and automatic faucet ignition response is ± 1 mS. Keywords palm, decomposition, OPEFB, the performance of the tool
1. Pendahuluan
Provinsi Lampung merupakan salah satu daerah penghasil kelapa sawit di wilayah
Sumatera bagian Selatan. Ada 4 wilayah yang menjadi andalan utama dalam pengembangan
Agroteknika2(2):51-58(2019)
52
kelapa sawit ini yaitu Lampung Tengah, Tulang Bawang, Way Kanan dan Mesuji. Tahun 2017,
hasil kelapa sawit di Lampung mencapai 400 ton dengan luas lahan sebesar 256 ha (BUMN, 2018).
Potensi produksi sawit yang besar berdampak terhadap peningkatan produksi bahan sisa yang tidak
terolah salah satunya tandan kosong kelapa sawit (TKKS). Setiap hari pabrik melakukan
pengolahan yang menghasilkan ratusan ton TKKS (Simatupang et al., 2012).
TKKS dikategorikan sebagai limbah padat organik yang memiliki sifat fisik dan kimia.
Eka (2000) menyatakan bahwa TKKS memiliki kandungan lignin 22,60 %, pentosan 25,90 %, a-
selulosa 45,80 %, holoselulosa 71,88%, abu 1,6% dan pektin 12,85 %. Limbah ini mempuyai
potensi untuk dimanfaatkan sebagai pupuk organik. Hal ini diperkuat dalam penelitian Warsito et
al., (2016) bahwa analisis kadar rata- rata nitrogen ( N) dan phosporus sebesar 2,033 % dan 0,107
%, kadar abu sebesar 36,6% dan kadar air sebanyak 47,53 % Secara harfiah pupuk organik
merupakan pupuk yang sebagian besar atau seluruh penyusunnya berasal dari tanaman atau hewan
dan telah melalui proses rekayasa yang dapat berbentuk padat atau cair (Dwicaksono et al., 2013).
Penggunaan pupuk organik akan memperbaiki sifat tanah yang berdampak pada pertumbuhan bagi
tanaman. Pemberian pupuk ini akan meningkatkan porositas tanah sebesar 79,8% dan
meningkatkan jumlah daun, berat basah atau berat kering tanaman, dan pertambahan tinggi
(Anastasia et al., 2014).
Proses pembuatan pupuk organik dari TKKS terkendala oleh beberapa hal, salah satunya
penguraian TKKS yang lama. TKKS merupakan bahan organik yang sukar terdekomposisi karena
strukturnya yang keras dan ukuran yang besar. Kandungan lignin yang tinggi juga menghambat
proses dekomposisi ini (Saraswati et al., 2017). Senyawa lignin ini berfungsi untuk membuat
kekakuan pada tanaman, menurunkan permeasi air yang melintasi dinding sel, dan membuat
resisten terhadap mikroba. Lamanya proses dekomposisi akan berdampak pada kebutuhan lahan
untuk proses tersebut semakin luas dan biaya yang dikeluarkan juga semakin besar. Oleh sebab
itu, untuk mengatasi permasalahan yang ada, diperlukan sebuah teknologi yang tepat agar proses
dekomposisi dapat berjalan dengan efektif dan efisien. Salah satu upaya yang dapat dilakukan
yaitu dengan menggunakan alat pembuat pupuk cair otomatis dari limbah tandan kosong kelapa
sawit berbasis mikrokontroler.
Penggunaan teknologi tepat guna telah banyak diterapkan dalam pembuatan pupuk. Salah
satunya penelitian dari Nurisman (2019) yang merancang alat pengolah ampas tahu menjadi pupuk
cair dengan pengepresan pneumatic. Alat tersebut mempunyai kinerja keseluruhan sebesar 70 %
dalam proses pengepresan dan pengukuran pH hasil pupuk. Penelitian lainnya dilakukan oleh
Sucipto and Hendariyono (2018) yang merancang disck granulator pembuat pupuk organik granul
secara lab. Alat tersebut menghasilkan efesiensi tingkat keseragaman granul 3-5 mm mencapai
86,70 % dengan bahan baku 20 kg dan granulasi selama 15 menit.
Agroteknika2(2):51-58(2019)
53
Penerapan teknologi tepat guna merupakan salah satu upaya penanganan permasalahan
yang ada dilingkungan, terutama mengenai keterkaitan dengan limbah organik. Salah satu yang
diterapkan ialah perancangan alat pembuatan pupuk yang sudah terintegrasi. Penelitian yang
dilakukan oleh Joewono and Agustien (2015) yang merancang komposter otomatis-elektrik tenaga
surya untuk pengolahan sampah organik. Alat ini digunakan dalam penanganan limbah organik di
daerah pembuangan sampah sementara di kampung Mojoarum kelurahan mojo kecamatan
Gubeng, Surabaya. Sementara teknologi otomasi juga banyak dimanfaatkan, salah satunya dalam
pengendalian suhu dan kelembaban. Pengendalian faktor-faktor ini sangat penting untuk proses
pembuatan pupuk organik yang baik dan dalam jangka waktu cepat (Supriatna, Putri, & Nanik,
2015).
Penerapan teknologi yang terintegrasi dan sistem terpadu dalam proses dekomposisi
mengubah limbah tkks menjadi pupuk organik menjadi salah satu trobosan terbaru. Dengan
menggunakan teknologi otomasi dalam pengolahan TKKS menjadi sumber pupuk akan di
dapatkan pupuk organik secara kontinyu dan efiseinsi yang besar. Oleh sebab itu dilakukan
perancangan alat pembuat pupuk cair otomatis dari limbah TKKS guna menangani permasalahan
yang dihadapi dan mendukung revolusi industri 4.0.
2. Bahan dan Metode
2.1. Alat dan Bahan
Alat- alat yang dibutuhkan dalam proses pembuatan sistem ini yaitu timbangan, multimeter,
gergaji, solder, obeng, mikrokontroller arduino atmega serta laptop yang sudah terinstal software
aplikasi eagle dan arduino ide untuk pembuatan rangkaian dan pemograman.
Bahan-bahan yang dibutuhkan dalam pembuatan sistem adalah komponen elektronika
seperti sensor suhu LM35 DZ, liquid cristal display (LCD) yang dilengkapi dengan I2C dan 2
lembar PCB (Printed Circuit Board) single layar dengan ukuran 20 cm x 10 cm. Selain itu
Sistem otomatis menggunakan batang pengaduk yang digerakan oleh dynamo DC 12 V yang
membutuhkan arus 2 Ampere dan terpasang pada Gearbox. Gear box yang terpasang ini terhubung
secara vertical melalui sebuah poros berbahan besi. Unjuk kerja yang diukur dari pengaduk dan
pompa meliputi akurasi pompa, kecepatan respon, dan stabilitas. Pergerakan aktuator
membutuhkan waktu sekitar ± 1 mS berdasarkan waktu sistem yang telah diprogram. sistem
pengadukan otomatis memiliki akurasi kinerja sebesar 60%.
Setiap sistem diharapkan memiliki akurasi kinerja sebesar 100 % terutama pada sistem
pompa udara. Berdasarkan data pengujian yang terekam didapatkan akurasi kinerja sebesar
99,8%. Penyebab terjadinya perbedaan nilai dari yang diharapkan karena matinya jaringan listrik
saat pengujian berlangsung. Sistem membutuhkan waktu ± 1 mS untuk menghidupkan aktuator
pompa udara untuk setiap target waktu yang telah direncanakan. Hasil ini menunjukan respon
sistem memiliki nilai tergolong baik. Pengujian stabilitas pompa udara dilakukan dengan
mengamati pergerakan pompa sebanyak 7 kali pengamatan dengan waktu yang telah diatur. Hasil
pengamatan pompa menunjukan bahwa sistem pompa dalam keadaan stabil.
Alat pembuat pupuk otomatis ini saling mengintegrasikan komponen dengan sistem pusat
kendali Salah satunya pompa udara yang terhubung dengan kran udara dalam proses sirkulasi
udara kedalam drum. Hasil akurasi kinerja saat pengujian didapatkan sebesar 100%, akan tetapi
berdasarkan data yang terekam akurasi kinerja sebesar 99,8%. Penyebabnya adalah matinya
jaringan listrik saat proses pengujian dengan perekaman data. Untuk sistem kran otomatis ini
membutuhkan waktu ± 1 mS saat menghidupkan dan membuat terbukanya kran sesuai dengan
waktu yang atur sebelumnya. Waktu pembukaan yaitu pada pukul 07.00 pagi, 13.00 siang, 19.00
malam, dan 01.00 dini hari. Pada proses pengujian stabilitas kran otomatis yang diamati secara
acak sebanyak 7 kali pengamatan, diperoleh kran otomatis dapat dikatakan stabil.
Kesimpulan
Alat pembuat pupuk otomatis terdiri dari 6 drum yang dilengkapi dengan gearbox, batang
pengaduk, pompa udara, kran udara, dan kran otomatis yang terintegrasi dengan mikrokontroler
Arduino. Hasil pengujian didapatkan untuk kinerja sistem pengaduk sebesar 68 % dan respon
sistem sebesar ± 1 mS. Waktu pengadukan pada pukul 06.00 pagi, 12.00 siang, 18.00 sore, dan
jam 12 malam. Hasil pengujian pompa udara memiliki akurasi pengerjaan sebesar 98 %
berdasarkan data yang terekam dan respon sistem untuk penyalaan sebesar ± 1 mS. Keseluruhan
sistem menunjukan tingkat kesetabilan yang baik, sehingga alat dianggap layak dalam membuat
pupuk organik berbahan dasar limbah TKKS.
Daftar Pustaka
Anastasia, I., Munifful, I., & Suedy, S. W. A. (2014). pengaruh pemberian kombinasi pupuk organik padat dan organik cair terhadap porositas tanah dan pertumbuhan tanaman bayam
Agroteknika2(2):51-58(2019)
58
(Amarantus tricolor L.). Jurnal Biologi, 3(2), 1-10. Eka, N. (2000). Pemanfaatan tandan kosong kelapa sawit sebagai sumber bahan kimia. Warta
PPKS 2000, 8(3): 137-144. Dwicaksono, M. R. B., Suharto, B., & Susanawati, L. D. (2013). Pengaruh penambahan effective
microorganisme pada limbah cair industri perikanan terhadap kualitas pupuk cair organik (Effect of effective microorganisms additions on the wastewater from fishing industry for organik liquid fertilizers). Jurnal Sumberdaya Alam & Lingkungan, 7–11.
Joewono, A. & Agustine, L. (2015). Otomatis-elektrik tenaga surya untuk pengolahan sampah organik .Seminar Nasional Energi Telekomunikasi dan Otomasi (SNETO)-ISBN 978-602-73246-0-2
Nurisman, H. D. (2019). Alat Pengolah ampas tahu menjadi pupuk cair organik dengan pengepresan pneumatik dilengkapi pengisian bahan otomatis. 193–200.
Saraswati, R., & Heru, R. (2017). Percepatan proses pengomposan aerobik menggunakan biodekomposer / Acceleration of aerobic composting process using biodecomposer. Perspektif, 16(1), 44–57.
Simatupang, H., Nata, A., & Herlina, N. (2012). Studi isolasi dan rendemen lignin dari tandan kosong kelapa sawit (Tkks). Jurnalnteknik Kimia USU, 1(1), 20–24.
Sucipto, E., & Hendariyono, J. (2018). Rancang Bangun Alat Disck Granulator Skala Laboratorium Pembuatan Pupuk Granul Organik Mikro Organisme Lokal ( MOL ).. Seminar Nasional Hasil Penelitian dan Pengabdian Masyarakat 2018, ISBN: 978-602-14917-5-1. hal 213–220
Supriatna A. S., Putri, R. I., & Nanik H. (2015). Pada Proses Pembuatan Pupuk Organik. Jurnal ELTEK, 13(01), 1–10.
Warsito, J., Mulyani, S., & Mustapa, K. (2016). Fabrication of Organik Fertilizer From Waste of Oil Palm Bunches. J. Akademika Kim. 5(1), 8–15.